Provozní reaktorová fyzika

Garant předmětu:

Ľubomír Sklenka

Přednášející:

Ľubomír Sklenka

Cvičící:

Lenka Frýbortová

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Předmět je zaměřen na střední část palivového cyklu jaderných elektráren, zejména elektráren s tlakovodními reaktory aktuálně používanými nebo potenciálně používanými v České republice. V úvodních přednáškách je věnována pozornost zejména obecným fyzikálním aspektům provozu jaderných reaktorů jako např. izotopickým změnám paliva v průběhu kampaně, vyhoření, vlivu xenonu a samaria na provozu reaktoru apod. V následující části je věnována pozornost obecně palivovým cyklů s hlavním důrazem na palivové kampaně tlakovodních reaktorů používaných v České republice. Závěrečná část je věnována palivovým kampaním západních tlakovodních reaktorů, varným reaktorům a reaktorům CANDU a také použitím paliva typu MOX. Přední a zadní části palivového cyklu se přednáší v 17JPC - Jaderný palivový cyklus.

Požadavky:

17ZAF

Osnova přednášek:

1. Úvodní přednáška, 1 přednáška

uvedení do problematiky, cíle výuky, úvod do jaderného palivového cyklu stručné opakování základních pojmů z dotčených částí reaktorové fyziky.

2. Dlouhodobá kinetika, 2 přednášky

jednoduchý model dlouhodobé kinetiky, izotopické změny paliva, efektivní doba, vyhoření, závislost koeficientu násobení na době provozu reaktoru , vliv štěpných produktů na dlouhodobou kinetiky, zadání první části seminární práce, hluboké vyhoření, dlouhodobá kinetika thoriového palivového cyklu.

3. Střednědobá kinetika, 2 přednášky

xenon a samarium v provozu jaderných reaktorů, jednoduchý model střednědobé kinetiky, xenonová otrava a jodová jáma, zadání druhé části seminární práce, xenonové prostorové oscilace, provoz na teplotním a výkonovém efektu, vyhořívající absorbátory.

3. Lineární model reaktivity, 1 přednáška

lineární model reaktivity, nerovnoměrnost podílu vsázky na výkonu, respektování úniku neutronů z reaktoru, úniková reaktivita, nelineární model reaktivity.

4. Palivový cyklus a palivové kampaně energetických reaktorů, 5 přednášek

palivový cyklus a překládky paliva různých typů energetických reaktorů, kontinuální výměna paliva, kampaňová výměna paliva, legislativní požadavky na aktivní zóny reaktorů, výměna paliva, navrhování vsázek a překládek paliva, nerovnoměrnost vyhoření paliva, řízení strategie palivového cyklu, metody používané při modelování chování AZ, optimalizační metody při návrhu aktivní zóny, programy pro výpočty palivových kampaní, program Moby-dick a jeho použití při výpočtech kampaní JE Dukovany, kampaně JE Dukovany, palivové kampaně JE Temelín, palivové kampaně západních PWR, palivové kampaně BWR a CANDU.

5. Palivo typu MOX, 1 přednáška

palivo MOX, složení MOX paliva, palivový soubor MOX, provoz reaktorů s MOX palivem, použití MOX paliva ve světě, neutronové vlastnosti paliva MOX paliva, palivové vsázky s palivem typu MOX.

5. Seminární práce, 1 přednáška

ověření a diskuse platnosti fyzikální podstaty vytvořeného jednoduchého modelu dlouhodobé a střednědobé kinetiky, který v průběhu semestru vytvořil každý student.

Osnova cvičení:

-

Cíle studia:

Znalosti:

Podrobné znalosti střední část palivového cyklu jaderných elektráren, zejména elektráren s tlakovodními reaktory aktuálně používanými nebo potenciálně používanými v České republice.

Schopnosti:

Orientace v dané problematice, uplatnění získaných znalostí v dalších předmětech z oblasti reaktorové fyziky, provozu a bezpečnosti jaderných elektráren.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Stacey, W. M.: Nuclear Reactor Physics, Chapter 5 Nuclear Reactor Dynamics &

Chapter 6 - Fuel Burnup, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2007.

2. John R. Lamarsh: Introduction to Nuclear Engineering, 3rd Ed., Prentice Hall, 2001

3. Sklenka, L.: Provozní reaktorová fyzika, učební texty vysokých škol, Vydavatelství ČVUT, 2000.

Doporučená literatura:

4. Core Management and Fuel Handling for Nuclear Power Plants, IAEA Safety Guide, NS-G-2.5, IAEA, Vienna, 2002.

5. Design of the Reactor Core for Nuclear Power Plants, IAEA Safety Guide, NS-G-1.12, IAEA, Vienna, 2005.

Studijní pomůcky:

Počítačová učebna - 2x2h, audiovizuální technika, odborné filmy na DVD.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (PS)